The Book of Shaders by Patricio Gonzalez Vivo & Jen Lowe

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Olá mundo

Geralmente o exemplo "Olá mundo" é o primeiro passo ao aprender uma nova linguagem. É um programa de uma linha de código que retorna uma entusiástica mensagem de boas vindas e declara as oportunidades que nos aguarda.

No mundo da GPU, renderizar texto é uma tarefa muito complicada para ser o primeiro passo, portanto usaremos uma cor brilhante cor de boas-vindas para representar nosso entusiasmo!

Se você está lendo este livro em um navegador, o bloco de código acima é interativo. Isso significa que você pode clicar e modificar qualquer parte do código em que você quiser explorar sua funcionalidade. As mudanças serão atualizadas imediatamente graças à arquitetura da GPU que compila e substitui os shaders instantaneamente. Experimente modificar os valores da linha 8.

Embora essas simples linhas de código não parecem ser tão interessantes, podemos inferir muita coisa sobre elas:

  1. Linguagem de shader Shader Language possui uma função principal - main - que retorna uma cor. Isto é similar a C.

  2. A cor final do pixel é atribuída pela variável global reservada gl_FragColor.

  3. Essa linguagem similar a C tem variáveis nativas (como gl_FragColor), funções e tipos. Nesse caso fomos vemos vec4, que representa um vetor em quatro dimensões com precisão de ponto flutuante. Mais adiante veremos outros tipos como vec3 e vec2 além dos populares: float, int and bool.

  4. Se observarmos o tipo vec4 podemos inferir que os quatro argumentos correspondem aos canais RED (vermelho), GREEN (verde), BLUE (azul) e ALPHA (alfa). Também vemos que esses valores são normalizados, ou seja, eles vão de 0.0 a 1.0. Mais tarde aprenderemos como normalizar valores facilitam o seu mapeamento entre variáveis.

  5. Outra importante característica de C que podemos ver neste exemplo é a presença de macros de preprocessador. Macros são parte do passo de pré-compilação. Com eles podemos definir variáveis globais (com #define) e fazer operações condicionais básicas (com #ifdef e #endif). Todos os comandos de macros começam com uma hashtag (#). A pré-compilação acontece logo antes da compilação e copia todas as chamadas para condicionais #define e checa#ifdef (está definido) e#ifndef (não está definido). Em nosso exemplo "Olá mundo" acima nós inserimos na linha 2 se GL_ES for definido, o que provavelmente acontece quando o código é compilado em celulares e navegadores.

  6. Tipos float são vitais em shaders, então o nível de precisão é crucial. Menor precisão maior a velocidade de renderização, porém a qualidade é afetada. Você pode ser meticuloso e especificar a precisão para cada variável que usa ponto flutuante. Na primeira linha (precision mediump float;) estamos ajustando todos os floats para precisão média. Mas podemos ajustá-las para baixa (precision lowp float;) ou alta (precision highp float;) também.

  7. O final, e talvez mais importante detalhe é que a especificação da GLSL não garante que as variáveis serão automaticamente convertidas. O que isso significa? Fabricantes têm soluções para acelerar a os processos da placa gráfica mas eles são forçados a garantir as especificações mínimas. Conversão automática não está entre delas. Em nosso exemplo "olá mundo!" vec4 tem precisão de ponto flutuante e por isso ele espera ser convertido com floats. Se você quiser escrever código de maneira consistente e não gastar horas not spend hours investigando telas em branco, se acostume a colocar um ponto (.) em seus flutuantes (floats). Esse tipo de código às vezes não funcionará:
void main() {
    gl_FragColor = vec4(1,0,0,1);   // ERROR
}

Agora que descrevemos os elementos mais relevantes em nosso programa "Olá mundo!", chegou a hora de clicar no bloco de código e começar a aplicar o que aprendemos até agora. Você notará que, quando houver um erro, o programa não compilará e renderizará uma tela em branco. Têm algumas coisas interessantes que você pode tentar, por exemplo:

vec4 red(){
    return vec4(1.0,0.0,0.0,1.0);
}
vec4 color = vec4(vec3(1.0,0.0,1.0),1.0);

Apesar deste exemplo não ser tão empolgante, ele é o exemplo mais básico - estamos modificando todos os pixels da tela ao mesmo tempo e atribuindo a eles a mesma cor. No próximo capítulo veremos como mudar as cores dos pixels usando dois tipos de entrada (input): espaço (a posição do pixel na tela) e tempo (o número de segundos desde que a página foi carregada).